【題目】為研究一均勻帶電球體A周圍靜電場(chǎng)的性質(zhì),小華同學(xué)在干燥的環(huán)境中先將A放在一絕緣支架上(如圖甲所示),再將另一小球B用絕緣細(xì)線懸掛在玻璃棒上,調(diào)節(jié)玻璃棒的高度,使兩個(gè)球的球心在同一水平線上。當(dāng)B球穩(wěn)定于P點(diǎn)時(shí),細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。已知小球B的質(zhì)量為m,所帶電荷量為-q,且q遠(yuǎn)小于球A所帶的電荷量,球A與球B之間的距離遠(yuǎn)大于兩球的半徑。
(1)根據(jù)上述信息
求:①A球激發(fā)的電場(chǎng)在P點(diǎn)的方向
②A球激發(fā)的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小E0
(2)現(xiàn)緩慢移動(dòng)鐵架臺(tái),并調(diào)節(jié)玻璃棒的高度,使小球B從P點(diǎn)沿水平方向逐步移動(dòng)到Q點(diǎn),用刻度尺測(cè)出P點(diǎn)正右方不同位置到P點(diǎn)的距離x,并采取上述方法確定出該位置對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E,然后作出E-x圖象,如圖乙所示,x軸上每小格代表的距離均為x0,且為已知量。
①根據(jù)圖象估算P、Q兩點(diǎn)間電勢(shì)差UPQ的大;
②根據(jù)圖像定性說明A球正右方單位長度的電勢(shì)差隨x的變化情況。
【答案】(1)①水平向右②
(2)①或
②A球正右方單位長度的電勢(shì)差隨x的增大而變小
【解析】(1)①小球B在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力水平向右
②小球B在P點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài),設(shè)小球B所受電場(chǎng)力為F0,細(xì)線的拉力為T0,受力情況如圖:
由圖可知:
P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為:
解得:
(2)①因E-x圖象中圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電勢(shì)差的大小,所以可用圖線與坐標(biāo)軸所圍成的圖形中,小正方形的數(shù)目表示電勢(shì)差的量值.每1個(gè)小正方形的面積所代表的電勢(shì)差U0=x0
P、Q兩點(diǎn)間E-x圖線與坐標(biāo)軸所圍面積約有28(26~30)個(gè)小正方形,所以電勢(shì)差: UPQ=28U0=x0或 UPQ =2.8 E0x0
②由E-x圖線與坐標(biāo)軸所圍面積隨x的變化情況可知,A球正右方單位長度的電勢(shì)差隨x的增大而變。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1,原線圈接正弦交流電源,副線圈接入“220 V,60 W”燈泡一只,且燈泡正常發(fā)光,則
A. 原線圈電壓最大值為4400V B. 電源輸出功率為1 200 W
C. 電流表的示數(shù)為3/220 A D. 原線圈端電壓為11 V
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相切,半圓形導(dǎo)軌的半徑為R一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧,當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C (不計(jì)空氣阻力)試求:
(1)物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能;
(2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中阻力所做的功;
(3)物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的位置與B點(diǎn)的距離。
【答案】(1)3.5mgR(2)-mgR(3)2R
【解析】(1)設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為vB,對(duì)軌道的壓力為FNB,
則有:FNB-mg=又FNB=8mg ∴mvB2=3.5mgR
由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可知:彈性勢(shì)能Ep=mvB2=3.5mgR……………….(4分)
(2)設(shè)物體在C點(diǎn)的速度為vC
由題意可知:mg=
物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,設(shè)阻力做的功為W,由動(dòng)能定理得W-2mgR=mvC2-mvB2
解得W=-mgR………………………(4分)
(3)物體離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)落地點(diǎn)與B點(diǎn)的距離為s,
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得s=vCt,2R=gt2
解得s=2R………………………. (2分)
本題考查圓周運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn)由彈力和重力提供向心力,由A點(diǎn)到B點(diǎn),彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能,由此可求得彈性勢(shì)能,在C點(diǎn)由重力提供向心力,從B點(diǎn)到C點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理可求得克服阻力做功
【題型】解答題
【結(jié)束】
12
【題目】一平臺(tái)的局部如圖甲所示,水平面光滑,豎直面粗糙,物體B與豎直面動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,右角上固定一定滑輪,在水平面上放著一質(zhì)量mA=1.0kg,大小可忽略的物塊A,一輕繩繞過定滑輪,輕繩左端系在物塊A上,右端系住物塊B,物塊B質(zhì)量mB=1.0kg物塊B剛好可與豎直面接觸。起始時(shí)令兩物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),繩被拉直,設(shè)物體A距滑輪足夠遠(yuǎn),臺(tái)面足夠高,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,忽略滑輪質(zhì)量及其與軸之間的摩擦,g取10m/s2,求
(1)同時(shí)由靜止釋放AB,經(jīng)t=1s,則A的速度多大;
(2)同時(shí)由靜止釋放AB,同時(shí)也對(duì)物塊B施加力F,方向水平向左,大小隨時(shí)間變化如圖乙所示,求物塊B運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度和物塊B經(jīng)多長時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量m1=5kg的物體,置于一粗糙的斜面體上,斜面傾角為30°,用一平行于斜面的大小為30N的力F推物體,物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng).斜面體質(zhì)量m2=10kg,且始終靜止,g取10m/s2,求:
(1)斜面體對(duì)物體的摩擦力;
(2)地面對(duì)斜面體的摩擦力和支持力.
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【題目】如圖所示,一個(gè)人用一根長1 m、只能承受74 N拉力的繩子,拴著一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),已知圓心O離地面的高度為h=6 m。轉(zhuǎn)動(dòng)中小球在最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷了.(g取10 m/s2)
(1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度為多大?
(2)繩斷后,小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是多少?
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【題目】在電場(chǎng)中把2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功1.5×10-7J。再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功-4.0×10-7J。A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別用φA、φB、φC表示,則
A. φA>φB>φC
B. φC>φA>φB
C. φA-φC=275V
D. 若把-1.5×10-9C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),則靜電力做功1.875×10-7J
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【題目】在真空中,正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C分別固定三個(gè)等量點(diǎn)電荷,電性如圖所示;a、b、c為三角形三個(gè)邊的中點(diǎn),O為三角形的中心,c、e之間額距離大于b、d之間的距離。下列判斷正確的是
A. a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B. b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
C. c、e兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
D. e點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)
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【題目】如圖,可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊B放在水平面上,質(zhì)量m=2kg,受到一個(gè)斜向下的與水平方向成 =37°的推力F=10 N的作用,從靜止開始運(yùn)動(dòng),已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.25。運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),在其正上方離水平面高h=0.8 m處有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A以v1=5 m/s的初速度開始向右做平拋運(yùn)動(dòng),小球A第一次落地時(shí)恰好擊中B,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)。求:
(1)滑塊B運(yùn)動(dòng)的加速度的大小。
(2)滑塊B運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)的速度大小。
(3)滑塊B從靜止運(yùn)動(dòng)到圖示位置的時(shí)間。
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【題目】磁流體發(fā)電機(jī),又稱等離子發(fā)電機(jī),是根據(jù)霍爾效應(yīng),利用導(dǎo)電流體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)電的新型發(fā)電機(jī)。磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示。在相距為d,且足夠長的甲、乙兩金屬板間加有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩板通過開關(guān)S和燈泡相連。將氣體加熱到使之高度電離,由于正負(fù)電荷一樣多,且?guī)щ娏烤鶠?/span>q,故稱為等離子體。將其以速度v噴入甲、乙兩板之間,這時(shí)甲、乙兩板就會(huì)聚集電荷,產(chǎn)生電壓,它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。試問:
(1)圖中哪個(gè)極板是發(fā)電機(jī)的正極?
(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大?
(3)設(shè)噴入兩極間的離子流每立方米有n對(duì)一價(jià)正負(fù)離子,等離子體流的截面積為S,則發(fā)電機(jī)的最大功率多大?
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